专利名称：用烷基化芳香酸化合物的相选择性胶凝的制作方法
用烷基化芳香酸化合物的相选择性胶凝相关申请的相互参引参考2010 年 6 月 22 日提交的题为“Self-Assembled Nanostructures”且署名的发明人为Darren Makeiff和Rina Carlini的美国申请12/820，497，其公开内容以引用的形式全部纳入本说明书。参考同时提交的题为“OrganogelCompositions Comprising AlkylatedAromatic Acids”且署名的发明人为Darren A.Makeiff和Rina Carlini的共同未决的申请(代理案号为20110488-US-NP)，其公开内容以引用的形式全部纳入本说明书。联合研究协议的合作方本申请是在XeroxCorporation和加拿大National Research Council 之间的联合研究协议范围内进行的活动的结果，此协议在进行导致此申请的研究之日或之前是有效的。
背景技术：
本发明公开了使用烷基化芳香酸化合物进行相选择性胶凝的方法。近来，由于环境修复中的潜在应用，例如收集漏油、从复杂混合物中相选择性隔离有毒的有机液体等，相选择性胶凝的主题已经引人关注。由于水参与氢键合(其可能干扰胶凝过程)的能力很强，相选择性胶凝剂的设计常常是一个挑战。聚合物凝胶也已被用作油-水分离剂。然而，聚合凝胶可能需要高的胶凝剂负载并且通常不是热可逆的，因此即便存在可能，从胶凝剂中回收油相或从油相中回收胶凝剂也是很困难的。考虑到胶凝剂的再循环能力，优选低分子量的化合物。有机凝胶是非共价地相互 作用的分子的三维网络，间隙空间填充有机液体。低分子量的有机凝胶是一类快速发展的此类材料，其中小分子构造嵌段(building block)自组装成氢键合的集合，所述集合可在极低浓度下形成能够硬化全部流体的三维网络。有机凝胶材料的用途多样，覆盖多个应用领域，如医药、电子、印刷、个人护理和环境修复。分子构造嵌段“自下而上”自组装成纳米结构材料已经引起了对高级材料研究的显著的兴趣。具有控制的尺寸、形状和功能的纳米结构材料对许多工业应用是重要的。低分子量的有机凝胶是一类快速发展的此类材料，其中小分子构造嵌段自组装成氢键合的集合，所述集合可在极低浓度下形成能够硬化全部流体的三维网络。有机凝胶材料的用途多样，覆盖多个应用领域，如医药、电子、印刷、个人护理和环境修复。尽管大量的有机胶凝剂化合物已由很多研究者报道，但是，由于不能单独从分子结构预测出在给定液体中的凝胶性质，因此新型有机凝胶剂的合理设计和合成仍是一个重大挑战。此外，当被放置与液体接触时，不是所有的自组装纳米结构都形成凝胶。尽管已知的组合物和方法适用于其预期的目的，对用于分离油-水混合物的材料和方法仍有需求。此外，对用于从两种不混溶液相的混合物(例如水中的漏油)中收集、分离和回收需要的或不需要的相的材料和方法仍有需求。此外，仍需要这样的材料和方法，其中用于相分离的材料可被回收。另外，仍需要这样的材料和方法，其中材料具有自身互补的官能团，所述官能团可通过“自下而上”构造策略容易地自组装，以形成形状良好的纳米结构和可能更为有序的网络结构；自下而上构造策略一也称为自组装一使得由较小的构造嵌段生长具有所需形状和尺度的结构。还需要这样的材料和方法，其中在一些实施方案中，分离过程(即胶凝)可通过外部刺激(例如热、光、超声波、化学刺激、机械刺激等)引发。此夕卜，需要这样的材料和方法，其中在一些实施方法中，回收过程是可逆的，其有利于油、水和胶凝剂的回收。
发明内容
本发明公开了一种方法，其包含将一种烷基化芳香酸与一种含有第一液体和第二液体的混合物进行混合，从而导致包含烷基化芳香酸和第一液体的有机凝胶的形成。本发明还公开了从第二液体中提取第一液体的方法，其包含(a)提供包含第一液体和第二液体的混合物；(b)将该混合物与一种烷基化芳香酸接触，接触在可有效导致包含该烷基化芳香酸和第一液体的有机凝胶的形成的条件下进行，从而自第二液体中提取至少部分第一液体。此外，本发明公开了一种处理有机污染物的方法，其包含将烷基化芳香酸应用于所述油污染物的油。
具体实施例方式本发明公开的烷基化芳香酸化合物通过以下步骤形成凝胶:加热在有机液体中溶解，随后冷却所得溶液以导致凝胶形成。此方法可归因于烷基化芳香酸分子分级自组装成多孔纳米级凝胶网络，其可包裹溶剂分子并硬化全部体积的液体。本发明公开的方法需要将烷基化芳香酸与两种液体的混合物混合，所述两种液体的混合物在一个实施方案中是不混溶的，从而导致凝胶的形成，以及在一个实施方案中至少部分的一种液体与另一种液体的分离。所述混合物包含至少两种液体，并可包含多于两种的液体，例如两相混合物的一相或两相中两种或更多种相互可混溶的材料的混合物、包含三种或更多种不混溶的相的混合物等。
烷基化芳香酸包括以下通式的那些化合物或其混合物，
权利要求
1.一种方法，其包含将一种烷基化芳香酸与一种含有第一液体和第二液体的混合物进行混合，从而导致包含该烷基化芳香酸和第一液体的有机凝胶的形成。
2.权利要求1的方法，其中有机凝胶的形成导致至少部分第一液体从第二液体中分离。
3.权利要求1的方法，其中第一液体和第二液体是不混溶的。
4.权利要求1的方法，其中将该烷基化芳香酸以第一液体的至少约0.05重量％的量与第一液体混合。
5.权利要求1的方法，其中将该烷基化芳香酸以第一液体的不超过约20重量％的量与第一液体混合。
6.权利要求1的方法，其中第一液体和第二液体以每一重量份第二液体约0.1-约I重量份第一液体的相对量存在。
7.权利要求1的方法，还包含将有机凝胶从混合物中分离。
8.权利要求7的方法，其中分离方法包含蒸馏。
9.权利要求1的方法，其中该烷基化芳香酸具有式
10.权利要求9的方法，其中HR3> R4和R5中恰好一个为-X-R。。
11.权利要求9的方法，其中HR3> R4和R5中恰好两个各自彼此独立地为-X-R。基团。
12.权利要求9的方法，其中R1'R2、R3> R4和R5中恰好一个为-X-R。，R1^ R2> R3> R4和R5中恰好一个为-COOH或-CONH2。
13.权利要求9的方法，其中该烷基化芳香酸具有式
14.权利要求9的方法，其中R。是以下基团或其混合物: (a)式-(CH2)nCH3的直链的未被取代的烷基基团，其中η是一个整数； (b)具有下式的支化的未被取代的烷基基团
15.权利要求9的方法，其中-X-是:(i)-O-；(ii)-S-；(iii)-SO-； (iv)-SO2-；(V)-NH-(C=O)-；(vi)-(C=0) -NH-；(Vii)-NH-(C=S)-；(viii)-(C=S)-NH-；(ix)-NH-；(X)-NH-(C=O)-NH-；(Xi)-NH-(C=S)-NH-；(Xii)-NH-(C=O)-O-；(Xiii)-O-(C=O)-NH-；(Xiv)-NH-(C=S)-O-；(XV)-S-(C=O)-NH-； (xvi)-NH-(C=S)-0-；(xvii)-NH-(C=S)-S-；(xviii)-0-(C=S)-NH-；(xix)-S-(C=S)-NH-； (XX) - (C=O)-O-；(xxi)-(C=O)-S-；(xxii)-0-(C=O)-；(xxiii)-S-(C=O)-；(xxiv)-(C=S)-0-； (XXV) - (C=S)-S-；(xxvi)-0-(C=S)-；(xxvii)-S-(C=S)-；(xxviii)-0-(C=O)-0-；(xxix)-0- (C=S) -0-;或(XXX)其组合。
16.权利要求9的方法，其中该烷基化芳香酸具有式
17.权利要求1的方法，其中该烷基化芳香酸为
18.—种从第二液体中提取第一液体的方法，其包含: Ca)提供包含第一液体和第二液体的混合物； (b)使该混合物与一种烷基化芳香酸接触，接触在可有效导致包含该烷基化芳香酸和第一液体的有机凝胶的形成的条件下进行，从而从第二液体中提取至少部分第一液体。
19.一种处理有机污染物的方法，其包含将一种烷基化芳香酸应用于所述油污染物的油。
20.权利要求19的方法，还包含: Ca)将该烷基化芳香酸与污染物混合以形成有机凝胶；以及 (b)收集所得的有机凝胶。
全文摘要
本发明公开了一种方法，其包含将一种烷基化芳香酸与一种含有第一液体和第二液体的混合物进行混合，从而导致包含该烷基化芳香酸和第一液体的有机凝胶的形成。
文档编号B01D17/02GK103159639SQ20121054812
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月17日 优先权日2011年12月15日
发明者D·马科耶夫, R·卡利尼 申请人:施乐公司, 加拿大国家研究委员会